17岁中专女生闯进全球数学竞赛12强 | 科技周览

整理 | 周舒义、望乡

17岁中专女生闯进全球数学竞赛12强

6月13日，17岁的中专生姜萍击败众多世界名校的选手，以全球第12名的成绩入围2024阿里巴巴全球数学竞赛决赛。她是入围名单上前三十名里的唯一女生。

排在姜萍前面、第1名到第11名的选手，分别来自北京大学、英国剑桥大学、清华大学，以及美国的4所名校：麻省理工学院、加州理工学院、普林斯顿大学、卡耐基梅隆大学。

她的学校名称在决赛名单上分外显眼。（图源阿里巴巴）

姜萍来自江苏省涟水中等专业学校，是一名服装设计专业的中专生。她对数学的“敏感”始于初中时期。别人不会的题，她看一眼就有思路。她尤其喜欢有难度的题目，比如高等数学之类的，“它会给我带来探索的欲望”。

然而，尽管数学成绩遥遥领先于其他科目，但偏科还是阻断了姜萍通向普通高中的路。她进入涟水中专后，只需要学“语数外”和服装设计专业课，这让她有了更充足的课余时间跟数学相处。

很快，姜萍的数学成绩引起了数学老师王闰秋的注意。王闰秋开始对她进行高等数学的辅导。报名阿里巴巴全球数学竞赛，也是王闰秋“怂恿”的。这个竞赛的参赛选手非常多元，世界各地无论什么职业，服务员、外卖小哥、医生都有参加。

预赛成绩揭晓。当听到“93分、全球第12名”这组数字的时候，她甚至不敢相信自己的耳朵，只激动地低头捂脸，默默地跟自己说一声“好样的”。

如今，尽管服装设计是姜萍的“Plan A”，探索数学世界是“Plan B”。但她眼下要做的，是专心备战6月22日的阿里巴巴全球数学竞赛决赛，跟来自全球的高手过招。

她常用《火影忍者》里主角鸣人的话鼓励自己：“我怎么可以倒在这种地方？我还有非得实现不可的梦想啊。”

相关报道：https://a-mp-weixin-qq-com.observersnews.com/s/HW5857w8yf-PAmEBSuZmcw

混合办公降低员工离职率，效率不减

此前研究显示，完全远程办公会降低工作效率，损害协作和创新能力。但新研究表明，一种远程办公和坐班相结合的灵活办公模式——混合办公，不仅不会降低生产力，还能提升员工满意度，降低离职率。

混合办公正在兴起。2023年4月至5月，一项针对34个国家超过42000名参与者的调查显示，超过25%的受访者混合办公，8%的受访者完全居家办公。最常见的混合办公模式是每周三天坐班、两天居家。有调查显示，欧美大约有1亿员工采取混合办公模式。这些人多为本科学历，主要在科学、法律、金融、信息技术等行业从事创造性、协作性工作。

在新研究中，研究者在2021年~2022年期间开展了一项持续6个月的随机对照试验，研究混合办公对员工表现、离职率和满意度的影响。中国上海某旅游票务公司软件工程部、市场部、会计部和财务部的1612名大学毕业生员工参与了这项研究。参与者随机分配到坐班组（1周5个工作日均在办公室工作）和混合办公组（3天在办公室工作，2天居家办公）。

结果显示，在混合办公组中，员工离职率下降了1/3，工作满意度有所上升。离职率下降在女性员工、非管理岗位和通勤时间较长的人群中更显著。研究者还评估了混合办公对员工表现和升职的影响。他们追踪了后续两年内员工的绩效和升职情况，结果在两组之间没有发现差异。

公司管理者一度担心混合办公会影响效率，之后他们的看法有所改观。据估计，混合办公带来的员工离职率下降，能为该企业节约数百万美元的招聘和培训费用。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07500-2

非洲象用“名字”呼唤彼此

一项新研究显示，野生非洲草原象（Loxodonta africana）拥有“名字”——像人类一样，它们会用类似名字的特殊叫声来呼唤彼此。

此前研究发现，宽吻海豚和一些鹦鹉会通过模仿对方的标志性叫声来呼唤同类（大致类似于用“汪”称呼狗，用“喵”称呼猫），这是一种独特的“呼号”，但这种依赖模仿的称呼系统，显然有别于名字。已知只有人类会用名字来互相称呼。

研究人员记录了肯尼亚野生非洲象的469份呼叫录音样本，通过训练机器学习模型来识别声学特征，预测每份录音的对象。机器学习模型能准确识别这些叫声中27.5%的被叫对象，高于对照组水平。分析发现，某一头象针对同一头象的呼叫相似度，明显高于它叫其他象时的叫声。研究人员认为，大象会用具有个体特异性的叫声呼唤对方，其中可能包含类似名字的声音标签，而不是单纯模仿被叫对象发出的声音。

研究人员在肯尼亚录制大象的叫声。| 来源：George Wittemyer

为了确认大象能否回应自己的名字，作者对17头大象播放了其他象呼叫它们，以及呼叫其他象的叫声录音，比较它们对这些录音的反应。结果发现，相较于呼叫其他象的录音，象在听到呼叫自己的录音后，靠近播放器的速度更快，并且更容易发声回应。这暗示着，大象可以通过叫声本身来判断呼叫是不是针对自己发出的。

新研究揭示了大象的复杂一面，彼此命名意味着它们之间存在着重要的社会纽带。而使用非模仿式的声音命名其他个体，还涉及用声音作为符号来代表另一头大象。这背后实际上是一种惊人的抽象能力。作者指出，仍需进一步研究大象使用“名字”呼叫的具体场景，新研究或有助于揭示人类语言的演化历程。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41559-024-02420-w

湿疹与吃太多盐有关

盐分超标的后果不仅仅是高血压。一项新研究发现，湿疹患者的尿液钠含量偏高，吃太多盐可能与湿疹风险相关。

特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）也称特应性湿疹，是一种常见的慢性、复发性、炎症性皮肤病。其特点是反复发作、病程迁延，往往表现为剧烈瘙痒，严重影响患者生活质量。

世界范围内，儿童AD患病率达15%~20%，成人为6%~10%。我国特应性皮炎患病率呈上升趋势，2002年10城市1~7岁儿童患病率为2.78%，2014年12城市1~7岁儿童患病率达到12.94%，1~12月龄婴儿患病率达30.48%。2019年，我国AD相关疾病负担在369种疾病中排名第24位。

此前研究认为，遗传易感性、皮肤屏障功能障碍、皮肤菌群紊乱、免疫失调等因素参与AD发病，但饮食因素在其中的作用并不清楚。新研究采用横断面研究设计，纳入英国生物样本库（UK Biobank）中37~73岁的215832名成年参与者，分析24小时尿钠排泄量与AD之间的关系。饮食中大约90%的钠会通过尿液排出，因此通过尿液来衡量盐摄入量是一种相对可靠的方法。研究结果显示，24小时内尿液中每多排出1克钠，既往AD确诊比率上升11%，当前AD患病几率上升16%，已有病情加重的几率上升11%。

为验证主要发现，研究人员还分析了美国国家健康与营养调查（NHANES）中13014名参与者的数据。结果发现，每天多摄入1克钠（约半茶勺食盐的量），湿疹患病风险上升22%。研究人员表示，限制钠的膳食摄入可能是一种经济有效且低风险的AD干预措施。不过他们也承认，新研究仅通过单次尿液取样来评估过去24小时的尿钠排泄量，缺乏对长期钠摄入水平的衡量，因此存在一定局限性。有专家认为，现在还不能说降低膳食钠水平就可以缓解湿疹症状，或是降低湿疹风险。

相关论文：https://jamanetwork.com/journals/jamadermatology/article-abstract/2819233

身体伸长30倍，源于“类折纸”细胞结构

假如身体能够随意伸缩变形，你最想做什么？是和可靠的右手并肩作战，还是扬帆出海、追寻宝藏？对天鹅长吻虫（Lacrymaria olor）而言，答案是捕捉猎物。这是一种单细胞纤毛虫，体长只有40微米。但是，它们形似长颈的吻可以在不到30秒的时间内，拉伸至1200微米，是自身体长的30倍——大致相当于1.7米高的人类把脖子伸到自由女神像一半高。通过这种快速形变能力，天鹅长吻虫可以捕捉远处的猎物，然后以同样快的速度缩回。

天鹅长吻虫缩回和伸展“长吻”。| 来源：Prakash Lab

连神经系统都没有的天鹅长吻虫，是如何做到这一点的？一项新研究从亚细胞层面揭开了背后机制。研究人员结合使用实时活体成像、共聚焦和透射电子显微镜等技术，发现天鹅长吻虫的细胞膜像折纸一样带有“折痕”，使长吻可以在“折叠”与“展开”状态之间来回迅速切换。高分辨率成像发现，15条螺旋状微管丝组成的细胞骨架，像拱肋一样支撑着细胞膜，形成一道道褶皱。当长吻伸长、收缩时，微管解旋、扭转，像手风琴的风箱一样张弛。

从数学上看，这种结构受到严格的几何约束，其展开和折叠方式都是特定且唯一的，因此鲁棒性非常好。在天鹅长吻虫的一生中，它们可以伸缩超过20000次而不出差池。研究人员表示，新研究揭示了细胞的几何结构是如何驱动单细胞行为的，并为微型机器人和轻型折叠结构的设计提供了灵感。

相关论文：https://doi.org/10.1126/science.adk5511

速查学术造假，施普林格·自然推出AI检测工具

针对研究造假日益增多、负面影响越来越大的问题，学术出版机构施普林格·自然（Springer Nature）6月13日宣布，在经过成功试点之后，新推出两款AI工具，以帮助识别论文中由AI生成的虚假内容和问题图片。

其中一款工具叫Geppetto，负责文本分析，由施普林格·自然与2023年收购的Slimmer AI合作开发。Geppetto会将论文分成若干部分，检查每部分的文本一致性，然后根据文本由AI生成的几率给各部分打分。分数越高，存在问题的几率就越高，可能触发人工检查。目前Geppetto已成功识别出数百篇造假论文。

另一款工具叫SnappShot，负责图像分析，目前用于分析凝胶和印迹图像，并查找此类图像中是否存在重复问题。后续还将覆盖更多图像和造假类型。

据介绍，上述工具并不决定投稿是否进入下一阶段的编辑流程，而是提示是否需要引入人工评判。施普林格·自然科研诚信总监Chris Graf表示，“出版业面临着论文工厂或不良分子全力而恶意的威胁……这些不良企图会严重影响人们对科学的信任，而调查和解决这些问题会耗费大量时间和资源。我们会持续改进这些新工具，它们将帮助我们领先于造假者一步，并确保我们发表的研究是坚实可靠、可以信赖和借鉴的。”

“诺奖风向标”公布获奖名单

当地时间6月12日，挪威科学与文学院公布2024年科维理奖（The Kavli Prizes）获奖名单。科维理奖每两年颁发一次，表彰三个领域的杰出科学家：天体物理学、纳米科学和神经科学，分别象征最宏大、最微小和最复杂。它和拉斯克奖（The Lasker Award）、盖德纳国际奖（Canada Gairdner International Award）一道，被视为诺贝尔奖的风向标。

其中，天体物理学奖颁予Sara Seager和David Charbonneau，以表彰他们在发现系外行星和描绘其大气特征方面的突破性贡献。他们开创了探测行星大气中原子种类和测量其热红外辐射的方法，为寻找巨行星和岩石行星周围大气的分子指纹奠定了基础。

纳米科学奖颁予Robert S. Langer、Armand Paul Alivisatos和Chad A. Mirkin，他们对纳米材料工程的研究和应用，彻底改变了纳米医学领域。Langer提出可以通过“纳米工程化”生物分子实现药物的控制释放。Alivisatos通过将半导体纳米晶体表面功能化，在生物成像领域做出了开创性工作。Mirkin引入球形核酸（SNA）的概念，促成了一种快速、自动化的即时医疗诊断系统。他们的发现为治疗学、疫苗、生物成像和诊断学的发展做出了基础性贡献。

神经科学奖颁予Nancy Kanwisher、曹颖（Doris Tsao）和Winrich Freiwald，以表彰他们发现了大脑内识别人脸的专门系统。他们在数十年的协同工作下，揭示了大脑最复杂任务之一的神经机制：对面孔的反应。在功能性脑成像的早期阶段，Kanwisher定位了大脑的面孔处理中心，回答了关于某些大脑区域是否专门处理特定任务的长期问题。随后，曹颖和Freiwald巧妙地结合猕猴的功能成像和单脑细胞记录，揭示了一个将面部信息汇集成完整图像的六区域系统。他们通过在新皮层面孔识别专门化方面的工作，提供了神经组织的基本原理，这将进一步促进我们对物体和场景识别的理解。

“无摩擦”的冰

一项新研究发现了二维冰和石墨烯之间的结构超润滑行为，结合理论模拟揭示了其不同于传统超润滑体系的微观机理，澄清了低维受限条件下超快水传输特性的根源。

超润滑（Superlubricity）是指摩擦系数小于0.01时的润滑状态，这时相对运动的物体间摩擦力几乎为零，甚至完全消失。超润滑常见于非公度的刚性晶体界面。有趣的是，与宏观水流受通道表面的摩擦力阻碍不同，在纳米流体器件中，如果水通道尺寸接近原子尺度（<1 nm），水的透过率就会呈现数量级的提升，理论推测，这种反常的超快水输运可能与“超润滑”相关——原子尺度受限体系中的水很可能形成了类似于冰的有序结构，表现出超润滑特性。

研究人员据此认为，纳米通道中的二维受限水输运问题可转化为二维冰输运问题。他们利用qPlus型扫描探针显微镜，以原子级精度实现了石墨烯和六方氮化硼表面上二维冰的可控操纵和摩擦力测量。实验结果表明，石墨烯表面二维冰的面积归一化摩擦力随冰岛总面积的增大而减小，在实验可测量的面积范围内最终减小到1 pN/nm2，拟合的衰减系数约为-0.5，符合超润滑所预期的摩擦特性；而氮化硼表面二维冰的归一化摩擦力与冰岛的面积无关，为一常数（约18 pN/nm2），因此总摩擦力随着二维冰面积的增大而线性增大，属于传统的摩擦行为。分子动力学模拟计算结果与实验结果表现出定量的一致性。理论模拟表明，对于石墨烯表面上尺寸较大的二维冰岛，其静摩擦系数甚至可以低于0.01，符合超润滑的定量特征。二维冰在石墨烯表面的超润滑行为源于水分子和石墨烯之间的弱范德华相互作用以及二维冰和石墨烯晶格之间的不公度性。

研究人员表示，新研究有助于理解原子尺度受限条件下超快水传输特性的根源，并推动纳米流体工程和纳米摩擦学等领域的研究。

利用扫描探针显微镜针尖操纵冰岛。| 来源：Da Wu et al.

相关论文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1544

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